KarTrak
KarTrak , иногда KarTrak ACI ( автоматическая идентификация вагонов ) или просто ACI — это система цветных штрих-кодов, предназначенная для автоматической идентификации железнодорожных вагонов и другого подвижного состава . KarTrak стал обязательным требованием в Северной Америке в 1967 году, но технические проблемы привели к отказу от системы в конце 1970-х годов.
История
[ редактировать ]Проблема и раннее развитие
[ редактировать ]Железные дороги столкнулись с трудностями в отслеживании железнодорожных вагонов по своим обширным сетям, и эта проблема усугублялась с ростом количества систем и перемещением железнодорожных вагонов из сети в сеть через развязки . Вагон железной дороги может оказаться за тысячу миль на путях другой компании. Это не учитывало постоянно растущий парк частных железнодорожных вагонов таких компаний, как TrailerTrain и Union Tank Car Company , которые владели огромными парками железнодорожных вагонов, но на самом деле не были железными дорогами. Чтобы найти пропавшую машину, требовалось время, и зачастую работникам приходилось ходить по железнодорожным станциям и разглядывать машины, пока она не была обнаружена.
В 1959 году Дэвид Джарретт Коллинз обратился к своему работодателю GTE Sylvania с предложением использовать недавно разработанную компьютерную систему в сочетании со сканерами для отслеживания железнодорожных вагонов. [1] Идея была вдохновлена летом Коллинза в колледже, где он работал на Пенсильванской железной дороге . [1] В начале 1960-х годов команда лаборатории прикладных исследований Сильвании встретилась с представителями различных железных дорог, чтобы получить представление об их потребностях и желаниях в отношении системы слежения за автомобилями.Особенности и аспекты дизайна, желательные для железных дорог, включали: [1]
- Низкая стоимость этикетки, примерно 1 доллар США (9,14 доллара США в 2023 году) за этикетку.
- Возможность сканирования этикеток на скорости 0–60 миль в час (97 км/ч).
- Срок службы этикетки 7 лет.
- Сканеры, способные сканировать на расстоянии около 9 футов (2,7 м) для сканирования этикеток на железнодорожных вагонах, транспортных контейнерах и контрейлерных автоприцепах .
- Сканеры способны работать в изолированных местах и устойчивы к обстрелу.
Испытания KarTrak прошли в 1961 году на железной дороге Бостона и штата Мэн с использованием пассажирских поездов и гравийного поезда, которые не покидали железнодорожную сеть Бостона и штата Мэн. [1] Использование поездов, которые всегда были привязаны к Бостону и Мэну, позволило легко протестировать, усовершенствовать и продемонстрировать систему KarTrak, поскольку автомобили, оснащенные этой системой, всегда были рядом и их движение было известно. [1]
Вначале Сильвания решила продать KarTrak более мелким, «капиталистическим» железнодорожным системам. [1] Пленные железные дороги [а] , такие как те, которые используются для подачи угля на электростанцию в изолированной системе, были основной средой, поскольку проблемы, вызванные вагонами, не оборудованными KarTrak, не возникали бы из-за отсутствия вагонов, въезжающих или выезжающих на железную дорогу, и все вагоны принадлежат рассматриваемой железной дороге и, следовательно, могут быть снабжены этикетками. За три года 50 000 вагонов были оборудованы знаками KarTrak. [1] Это преследовало двойную цель: позволило Sylvania заработать деньги для инвестиций в дальнейшее развитие системы, а также лишило возможности конкурирующих систем слежения за автомобилями закрепиться на рынке.
KarTrak также рекламировался на железных дорогах в таких изданиях, как Fortune и The Wall Street Journal, в виде больших полностраничных рекламных объявлений, рекламирующих финансовые преимущества и эффективность. [2] [3]
К середине-концу 1960-х годов железные дороги Северной Америки начали поиск системы, которая позволила бы им автоматически идентифицировать вагоны и другой подвижной состав. Усилиями Ассоциации американских железных дорог (AAR) ряд компаний разработали системы автоматической идентификации оборудования (AEI). AAR выбрало четыре системы для обширных полевых испытаний:
- General Electric - RFID система
- ABEX - микроволновая система [4]
- Wabco — система черно-белого штрих-кода
- GTE Sylvania - KarTrak, система цветного штрих-кода
Все эти системы, кроме системы RFID, имели метки, которые крепились на каждой стороне вагона, и путевой сканер. [1]
Из-за разногласий с Сильванией относительно будущего потенциала KarTrak, Коллинз ушел в 1968 году, чтобы основать собственную компанию для продолжения исследований и разработок в области сканеров и штрих-кодов. [1] [5]
Выполнение
[ редактировать ]После первоначальных полевых испытаний системы ABEX, Wabco и GTE KarTrak ACI были выбраны для прямых испытаний на точность на Пенсильванской железной дороге в Спрус-Крик, штат Пенсильвания . Система KarTrak была объявлена победителем и выбрана AAR в качестве стандарта. [1]
Начиная с 1967 года AAR требовало от всех владельцев вагонов устанавливать на своих вагонах маркировку ACI. К 1970 году примерно 86% из 2 миллионов грузовых железнодорожных вагонов имели таблички ACI, при этом некоторые железные дороги завершили маркировку своих грузовых вагонов. Двенадцать железных дорог завершили установку примерно 50 путевых сканеров ACI. [6]
В 1972 году GTE Sylvania решила выйти из сферы отслеживания железнодорожных вагонов и продала KarTrak компании Servo Corporation of America. [7]
К 1975 году 90% всех вагонов были маркированы. Скорость чтения составила около 80%, а это означает, что после семи лет эксплуатации 10% этикеток вышли из строя по таким причинам, как физическое повреждение и скопление грязи. Накопление грязи было наиболее заметно на платформах с низко расположенными табличками.
Кончина
[ редактировать ]В ходе полевых испытаний AAR осознало, что периодические проверки и обслуживание этикеток будут необходимы для поддержания высокого уровня читаемости этикеток. Были установлены правила проверки и ремонта маркировки всякий раз, когда вагон находился в ремонтной мастерской, что в среднем происходило каждые два года. Программа технического обслуживания так и не получила достаточного соответствия. Без технического обслуживания скорость чтения не удалось улучшить, и к 1977 году от системы KarTrak отказались.
Даже ближе к концу и после упадка KarTrak разработка усовершенствований на основе системы продолжалась: в 1976, 1977 и 1982 годах было выдано три патента, основанных на технологии KarTrak, один на переменную метку, которая могла сигнализировать о проблема с автомобилем, например, слишком теплая машина-рефрижератор, самоочищающаяся этикетка ACI и трехмерная «оптическая мишень» как еще одна попытка устранить известную проблему с грязными этикетками. [8] [9] [10]
В ноябре 1977 года Ассоциация американских железных дорог выпустила краткий информационный документ , в котором отмечено несколько проблем с KarTrak: частые неточности в данных, срок службы этикеток ACI подходит к концу и требуют замены, а также отсутствие универсального внедрения в железнодорожной отрасли. Будет проведено взвешенное голосование по всем пересадочным железным дорогам, взвешенное на основе владения железнодорожными вагонами, в зависимости от того, будут ли отменены требования ACI. [11] Результатом голосования стало исключение требования об установке маркировки ACI. Решение было подавляющим, с перевесом 5 к 1. [12] Несмотря на заявление в своем официальном документе, что недовольство ACI «не будет означать, что железнодорожная отрасль делает шаг назад в использовании автомобилей, операционной эффективности или во внедрении современных технологий». Из-за этой неудачи железнодорожная отрасль серьезно не искала другую систему идентификации вагонов до середины 1980-х годов. [12] [3]
Дизайн
[ редактировать ]Теги и дизайн этикеток
[ редактировать ]
Метки KarTrak ACI представляли собой пластину с 13 горизонтальными метками, расположенными вертикально, которые также понимаются как линии данных, которые могли иметь 13 различных форм. Эти метки или символы обозначают отдельные цифры 0–9, цифру 10 как дополнительную функцию для строки контрольной суммы, а также метки «СТАРТ» и «СТОП», которые указывают на положение вертикальной линии тега. [13] Доступные в настоящее время изображения этикеток часто сначала называют верхний цвет, а затем нижний.
На практике люди обнаружили значительное количество случаев, когда установка меток была выполнена неправильно или в приложении метки были ошибки, такие как поворот ее на 180°, тогда как, как правило, синие полосы СТАРТ и СТОП имели бы необходимо было указать влево с ориентацией к середине тега. В частности, выбор цвета и порядок последовательности STOP, по-видимому, являются предметом таких ошибок, приводящих к ошибкам декодирования и необходимости обходных решений декодера для поля, которое эффективно ослабляет систему. Даже в рекламных материалах некоторых ранних времен подобные недостатки были выявлены. Также говорилось, что метки контрольной суммы иногда были неправильными, и даже сам набор меток имел некоторые различия в отношении впечатанного числа.
| Верхняя полоса | ||||
|---|---|---|---|---|
| Нижняя полоса | синий | белый | красный | черный |
| синий | 9 | 0 | 10 / центр СТОП | 5 / левый СТОП |
| белый | 6 | 1 | 2 | 8 |
| красный | центр СНВ | 7 | 4 | 3 / правый СТАРТ |
| черный | - / левый СТАРТ | - | - / вправо СТОП | - |
- = не используется/зарезервировано
белый = белый/черный клетчатый узор, также известный как клетчатый
Метки, также понимаемые как строки данных, имели две горизонтальные полосы, которые вместе представляли один символ информации. Цвета полос: синий, белый, красный и черный. В общей сложности это составляет 16 комбинаций, из которых только 12 использовались в центральной области, за исключением черного как нижнего цвета. По сенсорным причинам белый цвет был затемнен черной шахматной доской, чтобы они примерно соответствовали интенсивности красного и синего, которые воспринимались светом через цветные фильтры.
| Чувствительный элемент | синий | белый | красный | черный |
|---|---|---|---|---|
| для красного | 0 | 1 | 1 | 0 |
| для синего | 1 | 1 | 0 | 0 |
Этикетки каждая 5 + 3/4 . дюйма (15 см) в ширину и 1 дюйм ( 2,5 см) в высоту С Вертикальный зазор 3 ⁄ дюйма (0,95 см) между этикетками составил общую высоту 17,5 дюйма (44 см). Этикетки могли прикрепляться непосредственно к борту автомобиля, но обычно наносились на темные пластины, которые затем приклеивались к каждой стороне автомобиля. [14]
Этикетки были изготовлены из световозвращающего пластикового листа, покрытого красным или синим красителем для обеспечения различимости цветных фильтров. Световозвращающий материал давал четкий оптический сигнал, который можно было прочитать на расстоянии от 9 до 12 футов (2,7–3,7 м) и легко отличить от другой маркировки на вагоне. Белые области обеспечивали считывателю как красный, так и синий оптический отклик и были украшены точками, так что их яркость была примерно такой же, как красная или синяя полоса.
Метки начала и остановки были частично заполнены, чтобы луч сканирования считывателя находился в центре их до того, как они были распознаны. Это гарантировало, что вся этикетка будет центрирована и будет лучше читаема.
Данные, содержащиеся в строках меток
[ редактировать ]Надписи следует читать снизу вверх:
- Строка 13: контрольная цифра.
- Строка 12: метка остановки.
- Строки с 6 по 11: номер автомобиля.
- Строки 2–5: код оборудования/владельца.
- Строка 2: код оборудования
- Строки 3–5: код собственности.
- Строка 1: начальная метка.
Первая цифра имени владельца оборудования (строка 2) обозначает тип оборудования: 0 для оборудования, принадлежащего железной дороге, 1 для частного или 6 для некоммерческого оборудования.
При необходимости номер автомобиля дополняется нулями слева. Для локомотивов строка 6 — это тип агрегата, а строка 7 — суффиксный номер.
Контрольная цифра рассчитывается следующим образом: каждая цифра числа умножается на два в степени позиции метки минус два . Таким образом, первая цифра (строка 2) умножается на 1, вторая на 2, третья на 4, четвертая на 8 и так далее, до 10-й, которая умножается на 512. Сумма всех этих чисел по модулю 11 это контрольная цифра. [13]
Код на камбузе на картинке вверху можно расшифровать как Start 8350199918 Stop 5 . Это означает автомобиль с кодом оборудования 8, кодом собственности 350, в котором указан автомобиль Центральной железной дороги Иллинойса . [15] номер автомобиля 199918, с контрольной цифрой 5.
Размещение этикетки
[ редактировать ]Этикетки размещались с обеих сторон всей железнодорожной техники, в том числе локомотивов, пассажирских вагонов и камбузов . Этикетки должны были быть беспрепятственными, и между ними и сканером не должно было быть никаких лестниц, перил, поручней. При размещении на железнодорожных вагонах с внешним [16] Для изогнутых поверхностей цистерн была доступна этикетка ACI увеличенного размера, известная как «панель расширенного диапазона». Световозвращающие полосы на этих панелях были на 3,5 дюйма (89 мм) выше стандартных полос. [16]
Путевые сканеры
[ редактировать ] |
Считывателями были оптические сканеры, чем-то похожие на сканеры штрих-кодов, используемые сегодня для штрих-кодов в розничных магазинах. Расстояния и скорости сканирования означали, что обрабатывающая электроника должна была быть самой современной на тот момент. Их размещали вдоль железнодорожных путей, часто на въезде и выезде с распределительной станции и на основных развязках, на расстоянии от путей так, чтобы этикетки проходили в зоне считывания, на расстоянии от 9 до 12 футов (2,7–3,7 м) от железнодорожных путей. сканер и апертура сканера на высоте 9 футов 6 дюймов (2,90 м) над головкой рельса. [17]
Сканеры размещались в металлических коробках, обычно размером с мини-холодильник, 24 на 24 на 12 дюймов (610 на 610 на 300 мм). [17] Они состояли из коллимированного источника света мощностью 100–200 Вт, ксенонового дугового расположенного коаксиально с красными и синими чувствительными фототрубками. Коаксиальная оптическая схема обеспечивает оптимальное распознавание световозвращающих этикеток. Этот оптический источник и чувствительный луч направлялись на большое (8–14 дюймов или 20–36 см) вращающееся колесо с зеркалом, которое обеспечивало вертикальное сканирование вагона. Движение поезда обеспечивало горизонтальное сканирование. Хотя система могла фиксировать метки на скорости 60 миль в час (97 км/ч), часто скорости были намного ниже. [18]
Аналоговые видеосигналы сканера передавались в ближайшую будку с железнодорожным оборудованием, где располагалась обрабатывающая и вычислительная электроника. [19] [20] Первые системы представляли собой дискретные схемы и логику и предоставляли только список меток в кодировке ASCII , прошедших сканер. Они были отправлены железнодорожным операторам для ручного отслеживания или интеграции с их компьютерными системами. Более поздние системы считывания были объединены с мини-компьютерами той эпохи ( Digital Equipment Corporation PDP-8 ), а также были интегрированы более сложные системы отслеживания и взвешивания. Иногда они включали в себя множество входных датчиков железнодорожной станции, датчиков положения стрелочного перевода, проезда вагонов и датчиков подшипников горячих колес. Некоторые из наиболее производительных и, следовательно, более долговечных систем были установлены на закрытых железнодорожных станциях, которые доставляли сыпучие грузы из шахт на металлургический завод, где вес отдельных загружаемых и разгруженных вагонов отслеживал объемы сыпучих грузов.
Наследие
[ редактировать ]Система KarTrak оказалась нуждающейся в слишком тщательном обслуживании, чтобы быть практичной. До 20% машин читались неправильно. Более того, у ACI не было какой-либо централизованной системы или сети, даже внутри железнодорожных компаний. Информация, собранная с помощью придорожных сканеров, была распечатана без особых возможностей для поиска информации, кроме просмотра груды документов. Канцелярский персонал был разочарован растущим количеством ошибок. Эти проблемы привели бы к отказу от ARR, которая отменила требование к железнодорожным вагонам иметь маркировку KarTrak. В период с 1967 по 1977 год железнодорожная отрасль потратила на KarTrak 150 миллионов долларов, и до 95% автомобилей имели штрих-коды. [3]
Вагоны, находившиеся в эксплуатации до 1977 года, продолжали иметь маркировку KarTrak, причем маркировки все еще наблюдались на грузовых вагонах до 2000-х годов. [21] Эти маркировки со временем исчезли из-за сочетания перекраски, капитального ремонта и вывода вагонов из эксплуатации, в частности из-за Правил 88 и 90 AAR, которые ограничивают использование железнодорожных вагонов, построенных до 1 июля 1974 года, сроком службы 40 лет. который закончился у большинства автомобилей в середине 2010-х годов. Автомобили, выпущенные 1 июля 1974 года и после этой даты, имеют срок службы 50 лет с обязательным выводом из эксплуатации с 2024 года. [22] [23]
Версии технологии KarTrak опробовались и в других областях. В конце 1960-х годов магистраль Нью-Джерси исследовала эту систему как способ выставления счетов транспортным средствам, пользующимся платной дорогой , а также для идентификации транспортного средства. Компьютер рассчитает сумму дорожного сбора, и водителю будет отправлен счет. [24] Как и в оригинальной версии KarTrak, автомобили будут оснащаться этикеткой размером примерно 3 на 7 дюймов (76 на 178 мм), которая будет сканироваться камерой на пунктах взимания платы за взимание платы .
В 1984 году Computer Identics Corporation, компания Коллинза после его ухода из GTE Sylvania, подала в суд на компанию Southern Pacific Transportation вместе с тремя другими компаниями, утверждая, что они действовали в заговоре с целью намеренно подорвать деятельность KarTrak в пользу системы, созданной Southern Pacific. работал над проектом TOPS . Иск в конечном итоге был безуспешным, поскольку присяжные установили отсутствие доказательств заговора, что затем было поддержано апелляцией. [25]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Некоторые примеры этого типа зависимой железной дороги включают: железную дорогу Черной Мезы и озера Пауэлл , электрическую железную дорогу Дезерета , электрическую железную дорогу Маскингама .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Коллинз, Дэвид Джарретт (зима 2011 г.). «История штрих-кода» (PDF) . УИД Ежеквартально . стр. 3–4. Архивировано из оригинала (PDF) 23 июля 2021 года . Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ «Реклама журнала GTE Information Systems» . Удача . Июль 1971. стр. 110–111 . Проверено 8 декабря 2023 г. Примечание: 116–117 файла Archive.org.
- ^ Jump up to: а б с Смит, Эрни (24 октября 2017 г.). «Как железнодорожная отрасль изобрела, а затем сразу же выбросила штрих-код» . Материнская плата . Вице Медиа . Архивировано из оригинала 6 мая 2021 года . Проверено 24 октября 2017 г.
- ^ Мори, Хидео. ABEX, Corp. Члены с кодовой идентификацией . 3 366 952 США. Патентное ведомство США. 10 октября 1966 года.
- ^ Коллинз, Дэвид Джарретт ; Уиппл, Нэнси Насути (1994). Использование штрих-кода - почему он становится все популярнее (2-е изд.). Институт сбора данных. стр. 8–9. ISBN 0-9627406-1-6 . Проверено 8 декабря 2023 г.
- ^ «Компьютеры на транспорте». CM '70: Материалы 25-й ежегодной конференции 1970 года «Компьютеры и кризис: как компьютеры формируют наше будущее» (PDF) . Нью-Йорк: Ассоциация вычислительной техники. 1970. стр. 256–258. doi : 10.1145/1147347.1147323 (неактивен 31 января 2024 г.). ISBN 978-1-4503-7817-8 . Проверено 6 декабря 2023 г.
{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка ) (Дополнительная веб-ссылка: Цифровая библиотека ACM — Компьютеры на транспорте . - ^ Мец, Роберт (24 марта 1972 г.). «Рынок: маленькое отделение большой компании» . Нью-Йорк Таймс . Нью-Йорк. п. 56. Архивировано из оригинала 23 июля 2021 года . Проверено 8 декабря 2023 г.
- ^ Американская сервокорпорация. Мейнард, Роберт Л. Метка переменного цвета для системы идентификации объектов . 3 935 432 США. Патентное ведомство США. 27 января 1976 года.
- ^ Американская сервокорпорация. Хойер-Эллефсен, Сигурд. Самоочищающаяся этикетка для автоматической системы идентификации предметов . 3 935 432 США. Патентное ведомство США. 11 января 1977 года.
- ^ Грин, Леонард Б. Система кодированной оптической идентификации . США 4 329 573. Патентное ведомство США. 11 мая 1982 года.
- ^ Обучает состав (декабрь 1977 г.). «Прибытие и отправление». Поезда . № 12. А.С. Кальмбах. п. 13.
- ^ Jump up to: а б Обучает состав (февраль 1978 г.). «ACI проигрывает». Поезда . № 2. А.С. Кальмбах. п. 12.
- ^ Jump up to: а б «Автоматическая идентификация автомобиля — ACI» icrr.net . 15 ноября 2002 г. Архивировано из оригинала 21 мая 2022 г. Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ Крэнстон, Ян (2011). «Руководство по этикеткам ACI (автоматическая идентификация автомобилей) / Kar Trak» . nakina.net . Архивировано из оригинала 9 июня 2023 года . Проверено 28 ноября 2023 г.
- ^ Нойбауэр, Эрик А. (2007). «Автоматическая идентификация автомобиля» (PDF) . История вагонов Эрика . Архивировано из оригинала (PDF) 25 февраля 2021 года . Проверено 28 ноября 2023 г. (Список кодов владения ACI)
- ^ Jump up to: а б Одегард, Гордон; Сотрудники MR (декабрь 1969 г.). «Размещение метки ACI». Модель железнодорожника . Том. 36, нет. 12. А.С. Кальмбах. стр. 86–89.
- ^ Jump up to: а б Уилсон, Джефф (2022). Руководство для моделистов по полосе отвода . Кальмбах Медиа. стр. 73–74. ISBN 978-1-62700-911-9 .
- ^ Сильвания Электрические Продукты. Стайтс, Фрэнсис Х. Александр, Раймонд. Марк Сенсинг . США 3 225 177. Патентное ведомство США. 21 декабря 1965 года.
- ^ Нок, Освальд Стивенс (1975). Железные дороги современности с 1963 года (Первое американское издание). Нью-Йорк: Macmillan Publishing Co., Inc., стр. 140–141, рисунки 129, 130. ISBN. 0-02-589760-8 .
- ^ «Маленькие этикетки говорят все так, как оно есть» (PDF) . Вехи западной части Тихого океана . № 3–7. Июнь 1969 года. Архивировано из оригинала (PDF) 19 апреля 2022 года . Проверено 6 декабря 2023 г.
- ^ Уилсон, Джефф (2019). Современные грузовые вагоны — подвижной состав с 60-х годов по сегодняшний день . Уокеша, Висконсин: Kalmbach Media. п. 10. ISBN 978-1-62700-585-2 .
- ^ Ассоциация американских железных дорог (2020). Полевой справочник правил обмена . Ассоциация американских железных дорог. стр. 695–705, 710–713.
Правило 88 и 90
- ^ CSX Транспорт ; Ассоциация американских железных дорог (1 июля 2016 г.). «Правило 90. Запрещен обмен автомобилями и/или автозапчастями» . csx.com . Архивировано из оригинала (PDF) 8 января 2022 года.
Автомобили старше 40 лет, начиная с года первоначальной постройки...
- ^ «Автоматические сборщики пошлин: вот как они это делают» . Ежедневные домашние новости . Нью-Брансуик, Нью-Джерси. 21 июля 1967 г. с. 13 . Проверено 8 декабря 2023 г.
- ^ Computer Identics Corp. против Southern Pacific Co. , 756 F.2d 200 (1-й округ 1985 г.).
